王敬德,张新春,刘增炜,孙青松,李北

2024, 44(6): 561-570. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2024.06.001

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为揭示硬质岩石的承载能力与荷载传递机制,结合保定西某500 kV输电线路的山区机械化成孔项目,对山区大孔径嵌岩桩承载性能的影响因素进行了研究.首先利用准静态压缩试验得到岩石地质参数.然后,采用显式非线性有限元方法对山区大孔径硬岩嵌岩桩的抗拔与抗剪承载特性、失效模式和受力机理进行数值研究,具体分析桩体在上拔和水平荷载作用下的力学性能,讨论了覆土层增加钢套筒对桩体水平极限承载力的影响.研究结果表明:在上拔荷载下,承载力主要由桩体侧摩阻力和桩体自重来承担,硬质岩层桩侧摩阻力占主导地位,约为总侧摩阻力的90%;在水平荷载下,桩身较大位移区域在桩身4 m内,弯矩最大值出现在距桩顶2~3倍桩径,覆土层增加钢套筒可明显提高桩体的水平承载极限.本文研究结果将对岩石地质山区大孔径嵌岩桩结构设计和机械化施工提供理论指导.

竖向荷载下螺钉桩承载特性的影响因素

邓友生,庄子颖,董晨辉,陈茁,吴阿龙

2024, 44(6): 571-580. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2024.06.002

摘要 ( 21 )

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为了研究桩身螺纹结构参数对竖向荷载下螺钉桩承载特性的影响,开展室内模型试验与有限元分析,对比分析不同螺纹段长度、螺纹间距、螺纹内径、螺纹宽度与螺牙深度下的荷载沉降曲线与轴力分布曲线.结果表明:随着螺纹段长度的增加,螺钉桩极限承载力提升,变截面处轴向应力突变程度增加,建议长度取桩长的1/2~2/3;螺钉桩承载能力随螺纹间距增加呈先增后减的趋势,存在一个合适螺距可以最大程度发挥桩土间相互作用;改变螺钉桩变径比,将影响变截面处与桩端处土体端承作用,同时易引起螺纹段截面应力集中,建议取值0.7~0.8;螺纹宽度与螺牙深度的变化改变螺纹与土体的约束程度,进而影响其极限承载能力.螺纹宽度的变化对极限承载力的影响要大于螺牙深度变化的影响.

冻融循环作用下裂隙岩石损伤扩展演化特征

吕远强,叶万军,赵金刚,姜海波,蒋蓓茹,张雪丽

2024, 44(6): 581-592. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2024.06.003

摘要 ( 16 )

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为深入剖析冻融循环对岩石裂隙发育特性的影响,运用CT扫描技术获取完整砂岩与裂隙砂岩样本的三维结构影像,对孔隙网络的模型参数实施量化描述,旨在系统分析岩石在经历冻融循环过程中的裂隙形态动态演变,以及伴随冻融循环次数增加的孔隙结构变化规律.结果表明:冻融循环过程中,砂岩样本细观结构参数表现出与冻融循环次数之间的正相关性;完整砂岩对冻融损伤的抵抗力较强,主要在岩石外围形成环状损伤区;裂隙砂岩的分形维数显著高于完整砂岩,孔径分布变化更为显著,由于存在预制裂隙,裂隙成为冻融损伤的集中区;孔隙总体积和面孔隙率的增加是冻融损伤的直接结果.研究结果对于揭示寒冷地区岩体损伤机制具有一定参考价值.

H型钢弱轴撞击后剩余力学性能与损伤评估

杨博惠,王蕊,赵晖

2024, 44(6): 593-601. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2024.06.004

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工业厂房中的H型钢常遭受吊物与车辆撞击,且撞击方向具有不确定性.基于此,本文针对H型钢弱轴撞击后剩余力学性能与损伤评估进行研究.首先,通过试验获得了弱轴撞击后破坏形态、荷载位移曲线与应变发展特征.其次,基于有限元模型重点分析了撞击质量、撞击速度与轴压比对剩余承载力的影响,并提出了H型钢弱轴撞击后剩余承载力预测公式.研究结果表明:试件受压以整体弯曲变形为主,翼缘与腹板均未发生明显局部变形;撞击后试件刚度与承载力明显降低,但仍保持较好的延性;撞击能量与轴压比是影响剩余承载力的关键因素;基于撞击质量、撞击速度与受撞时轴压比建立了m-v-n损伤评估曲面图,可根据撞击工况评估H型钢弱轴受撞损伤程度.

二维M₂X₂( M:Mo、W和X:F、Cl )析氢和析氧反应的电催化性能

侯懿娜,王博静,王瑞宁

2024, 44(6): 602-611. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2024.06.005

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以剥离密排六方结构(HCP)的块状金属,形成单层金属薄膜为切入点,通过用卤素原子钝化中间金属层的方法,形成了一类稳定的ABAB堆叠的金属卤素化合物.对比了*O中吸附O原子和不吸附O原子的Mo-d投影态密度图,期望揭示电子排布、成键状态与材料催化性能之间的关联.电子结构计算表明Mo₂X₂和W₂X₂具有很好的导电性.通过与过渡金属二硫化物(MoS₂)类比,将缺陷工程(卤素原子空位)引入活性位点,然后计算了其在四电子转移析氧反应中的反应能垒,发现它们具有良好的催化性能,其中,W₂Cl₂的析氧催化性能最好,过电位仅有1.95 V.最后,通过详细分析电子、轨道之间耦合作用,给出了清晰的物理图像.

不同厚度WS₂光学性质

吴春林,杨明明,谭丽,穆轩宇,郑洪,王佳乐,兰飞飞,李晓莉

2024, 44(6): 612-618. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2024.06.006

摘要 ( 9 )

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利用光学手段对蓝宝石衬底上生长的大面积单层、少层、块体WS₂的物理性质进行研究.首先利用原子力显微镜测量样品的厚度估算样品层数,并利用X线衍射测量样品的晶相判断其单晶特性.然后通过拉曼光谱和光致发光光谱技术研究样品的质量和光学特性,发现E¹_2g模和A_1g模明显且尖锐,说明晶格结构比较完整,2个模式随着层数增加发生频移;单层和多层WS₂的直接激子跃迁峰均存在不对称性,说明都存在电荷掺杂,其光致发光强度随着层数增加发生减弱.进一步通过测试变激发功率拉曼光谱和变激发功率光致发光光谱,发现少层、块体WS₂中的E¹_2g模随着激发功率的增加未发生频移,说明激光热效应可以忽略;少层、块体WS₂中的直接激子跃迁峰随激发功率的增加发生频移,说明存在载流子的相互作用;少层WS₂光致发光强度的变化幅度大于块体,这与层间相互作用强弱有关.

三种基于Waugh 型的杂多酸季铵盐的合成及光催化性质

郭珂欣,刘雪梅,李金环,姬悦,丁丽芹

2024, 44(6): 619-624. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2024.06.007

摘要 ( 14 )

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以(NH₄)₆MnMo₉O₃₂·9H₂O 为前体原料,采用水溶液法制备了3种新的Waugh 型锰钼杂多酸季铵盐:(NH₄)₂［(C₄H₉)₄N］₄MnMo₉O₃₂(1)、(NH₄)₂［(C₆H₅CH₂(CH₃)₃N］₄MnMo₉O₃₂(2)和(NH₄)₂［C₆H₅CH₂(CH₂CH₂CH₂CH₃)₃N］₄MnMo₉O₃₂·H₂O(3),并利用傅里叶红外光谱、热重分析、元素分析和X线粉末衍射分析对化合物进行了表征.紫外光照下研究了3种化合物对亚甲基蓝模拟染料废水的光催化降解性能和动力学行为,结果表明:3种化合物对亚甲基蓝模拟染料废水均具有高效的光催化活性,降解率为98.28%~99.64%,且化合物3对亚甲基蓝的光催化行为符合一级动力学特征,动力学方程为ln(c₀/c_t)=0.068 2t,降解速率常数为0.068 2 min^-1,半衰期为10.2 min.

配合物Cd(Im)₂(p-CH₃C₆H₄SO₃)₂(H₂O)₂的合成、结构及催化性能

杨瑞杰,祁金阳,张迎春,史燚威,王敏

2024, 44(6): 625-632. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2024.06.008

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以四水合硝酸镉、对甲基苯磺酸钠和咪唑为原料,利用溶剂热合成法制备了Cd(Im)₂(p-CH₃C₆H₄SO₃)₂(H₂O)₂.通过X线单晶衍射法、红外光谱法、热重分析法、X线粉末衍射法对其进行表征.X线单晶衍射法测定其晶体结构,结果表明:Cd(Im)₂(p-CH₃C₆H₄SO₃)₂(H₂O)₂属于单斜晶系的Pca2₁空间群,其晶胞参数为a=2.861 3(5)nm,b=0.580 49(10)nm,c=1.544 3(3)nm,α=90°,β=90°,γ=90°,V=2.565 0(8)nm³,Z=4.红外光谱法验证了其组成结构,热重分析法证明其稳定性较好,X线粉末衍射法说明该配合物的纯度较高.以Knoevenagel反应为例,考察了Cd(Im)₂(p-CH₃C₆H₄SO₃)₂(H₂O)₂的催化性能,实验结果表明,该配合物在催化Knoevenagel反应时,很大程度上缩短了反应时间,提高了产物产率,重复使用3次仍有较好的催化活性.

补肾中药通过AMPK-mTOR通路提高肾精亏虚大鼠睾丸间质细胞自噬能力

李朝英,李思睿,张伟,马昊飞,牛双,段豫磊,牛嗣云

2024, 44(6): 633-642. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2024.06.009

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为了探究补肾中药提高肾精亏虚大鼠睾丸间质细胞自噬能力的机制,采用单因素电刺激法建立肾精亏虚大鼠模型,免疫组化及Western blot检测各组睾丸细胞自噬标志蛋白Beclin1、p62、LC3B表达水平以及AMPK和mTOR表达变化.基于肾精亏虚与衰老的密切联系,通过自由基氧化损伤法建立睾丸间质细胞(Leydig细胞)衰老模型,联合AMPK抑制剂,探究何首乌饮激活细胞自噬的分子机制.结果显示:何首乌饮可上调睾丸组织Beclin1蛋白、LC3B表达,下调p62蛋白表达,促进AMPK磷酸化并抑制mTOR激活(P<0.05);细胞实验表明,何首乌饮可通过激活AMPK-mTOR信号通路提高Leydig细胞自噬能力(P<0.05),促进肾精亏虚大鼠睾丸Leydig细胞自噬进程.

敲低TMCO1对肝癌细胞增殖和侵袭的影响

冷君志,刘迪,王根旺,柳科军,金栋,王琦,惠永峰

2024, 44(6): 643-652. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2024.06.010

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为探讨跨膜和卷曲螺旋结构域 1(transmembrane and coiled-coil domains 1,TMCO1)对肝癌细胞的增殖和侵袭的影响,构建肝癌细胞HuH-7和Li-7的过表达和敲低TMCO1细胞模型,采用Transwell、细胞克隆、线粒体通透性转换孔(mPTP)探针、线粒体膜电位(JC-1)探针、Actin-Tracker Green-488染色、 Western blot和免疫共沉淀实验检测敲低TMCO1对肝癌细胞增殖、侵袭、线粒体功能、骨架重塑及VDAC1表达的影响.结果显示:敲低TMCO1可抑制肝癌细胞的增殖、侵袭,影响线粒体功能和骨架重塑,并下调VDAC1的表达.

鲁棒的模糊最小二乘双参数间隔支持向量机算法

杨贵燕,黄成泉,罗森艳,蔡江海,王顺霞,周丽华

2024, 44(6): 653-665. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2024.06.011

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针对最小二乘双参数间隔支持向量机(LSTPMSVM)对噪声敏感且在分类过程中易受异常值影响的问题,提出了一种鲁棒的模糊最小二乘双参数间隔支持向量机算法(RFLSTPMSVM).该算法利用松弛变量的2范数使得优化问题具有强凸性,再根据隶属度为每个样本分配相应的权重,有效降低异常值带来的影响.同时,在目标函数中引入K-近邻加权,考虑样本之间的局部信息,提高模型的分类准确率.此外,通过求解简单的线性方程组来优化该算法,而不是求解二次规划问题,使模型具有较快的计算速度.在UCI(university of California irvine)数据集上对该算法进行性能评估,并与TWSVM、LSTSVM、LSTPMSVM和ULSTPMSVM 4种算法进行比较.数值实验结果表明,该算法具有更好的泛化性能.

基于事件相关脑网络分析的厌恶情绪神经机制研究

臧倩,赵小茗,李勇志,娄存广,李瑞昌

2024, 44(6): 666-672. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2024.06.012

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厌恶情绪作为一种基本的负性情绪,在人类生活中普遍存在并深刻影响着个体的认知与行为模式.尽管高时间分辨率的事件相关电位分析在提取厌恶情绪信息处理进程方面展现出优势,但其在揭示大脑各区域间交互作用方面的局限性亦不容忽视.本研究在深入分析早期后部负波(early posterior negativity,EPN)及其神经来源的基础上,基于时频最大信息系数(TFMIC)方法构建EEG(electroencephalogram)脑网络,并引入复杂网络分析,探索了图片刺激诱发的厌恶情绪的产生与调制机制.结果显示,相较于中性情绪,厌恶情绪不仅诱发了更为显著的EPN波形,还显示出激活脑区的差异性.进一步的脑网络分析表明,厌恶情绪状态下的大脑网络连接更为紧密,特征路径长度显著缩短,而聚类系数则显著增大.结果表明,结合事件相关电位的脑网络分析能够有效揭示厌恶情绪与中性情绪在时空层面的差异,为深入理解负性情绪的神经机制提供了新的视角与思路.

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